PSPICE仿真与安装方法.ppt

1、2020/9/9,1,第4讲、PSPICE仿真方法,1、电路模拟,用途：对电路进行模拟和仿真。,最著名的软件：SPICE （Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis）,OrCAD/PSPICE,基本软件由加州大学伯克利分校于1972年研制,常用：,HSPICE,- 文本方式,- 电路图方式,- 文本方式 (我们要学),2020/9/9,2,2、PSPICE 功能,一、支持的元器件类型,基本无源元件：电阻、电容、电感、传输线等； 半导体器件：二极管、双极晶体管、结型场效应管、 MOS管等； 独立电压源和独立电流源； 其它,二、分析类型

2、,直流分析：直流特性扫描分析； 交流分析：频率特性、噪声特性分析； 瞬态分析：包括瞬态响应分析，傅立叶分析； 参数扫描：包括温度特性分析，参数扫描分析； 统计分析：包括蒙托卡罗分析、最坏情况分析；,2020/9/9,3,3、OrCAD/PSPICE 9.1安装,进入源程序安装文件夹，双击运行Setup.exe;,2020/9/9,4,填入安装代码，每一个代码代表一种程序，具体参照安装文件中的Crack.txt文件，填完后点击Next;,2020/9/9,5,可采用全安装,安装代码,0000-00000-0000 for Capture CIS 1000-00000-0000 for Expre

3、ss 2000-00000-0000 for Express Plus 3000-00000-0000 for Layout 4000-00000-0000 for Layout Plus 5000-00000-0000 for Layout Engineers Edition 6000-00000-0000 for PsPice (Analog) 7000-00000-0000 for PsPice A/D 8000-00000-0000 for PsPice A/D Basics 9000-00000-0000 for PsPice Optimizer,2020/9/9,6,填入授权代码(

4、Authorization Code)，具体参照Crack.txt,点击Next;,2020/9/9,7,最后必须: 把orcad.lic文件复制到OrCAD安装目录下。,2020/9/9,8,4、PSPICE 文本方式,4.1 使用举例 (5级反相器),1、画出电路图（包括子电路）,2、标出节点名 所有节点均要编节点名 “地”必须编为0,3、标出元件名 元件名第一个字符： MOS管-M 电压源 -V 电容 -C 电阻 -R,4、标出子电路名 （子电路名：字母开头） 标出子电路调用名 （子电路调用名- X开头）,5、画出预期波形,Vin,in,out1,out2,out3,out4,out5,

5、0,0,dd,Vdd,Mp1,Mn1,Inv 子电路名,子电路,2020/9/9,9,* inverter sub-circuit define .subcktinv in dd out mp1 out in dd dd pmos w=0.72u l=0.24u + ad=0.432p as=0.432p pd=1.92u ps=1.92u mn1 out in 0 0 nmos w=0.36u l=0.24u +ad=0.2736p as=0.2736p pd=1.8u ps=1.8u C1 out 0 10f .ends inv * 5 stage inverters xinv1 in1

6、dd out1 inv xinv2 out1dd out2 inv xinv3 out2dd out3 inv xinv4 out3 dd out4 inv xinv5 out4 dd out5 inv vdd dd 0 2.5v vin in1 0 pulse(0v 2.5v 0ns 0ns 0ns 10ns 20ns) .options vntol=0.01uv .options reltol=0.0001 .TRAN 0.01ns 100ns .PROBE .END,6、写出网表,子电路名Inv,结束语句,2020/9/9,10,一行一条语句 （以+开头的行表示续上一行）,注释语句，以*

7、开头；,英文大小写：不区分,4.2 PSPICE一般语法,结束语句总是.END,中间语句的次序任意,分格符：空格（一至几个）,* inverter sub-circuit define .subcktinv in dd out mp1 out in dd dd pmos w=0.72u l=0.24u + ad=0.432p as=0.432p pd=1.92u ps=1.92u mn1 out in 0 0 nmos w=0.36u l=0.24u +ad=0.2736p as=0.2736p pd=1.8u ps=1.8u C1 out 0 10f .ends inv * 5 stage

8、inverters xinv1 in1 dd out1 inv xinv2 out1dd out2 inv xinv3 out2dd out3 inv xinv4 out3 dd out4 inv xinv5 out4 dd out5 inv vdd dd 0 2.5v vin in1 0 pulse(0v 2.5v 0ns 0ns 0ns 10ns 20ns) .options vntol=0.01uv .options reltol=0.0001 .TRAN 0.01ns 100ns .PROBE .END,2020/9/9,11,常用数量级： f 飞 10-15 p 皮 10-12 n

9、纳 10-9 u 微 10-6 m 毫 10-3,K 千10+3 MEG 兆 10+6 G 吉10+9,4.3 PSPICE的数与单位,默认物理单位 电压：V 电流：A 频率：Hz 电阻： 电容：F 电感：H 角度：deg,单位可缺省,C1 out 0 10f,10f=10fF,* inverter sub-circuit define .subcktinv in dd out mp1 out in dd dd pmos w=0.72u l=0.24u + ad=0.432p as=0.432p pd=1.92u ps=1.92u mn1 out in 0 0 nmos w=0.36u l=0

10、.24u +ad=0.2736p as=0.2736p pd=1.8u ps=1.8u C1 out 0 10f .ends inv * 5 stage inverters xinv1 in1 dd out1 inv xinv2 out1dd out2 inv xinv3 out2dd out3 inv xinv4 out3 dd out4 inv xinv5 out4 dd out5 inv vdd dd 0 2.5v vin in1 0 pulse(0v 2.5v 0ns 0ns 0ns 10ns 20ns) .options vntol=0.01uv .options reltol=0.

11、0001 .TRAN 0.01ns 100ns .PROBE .END,2020/9/9,12,4.4 PSPICE的取名规则,1、长度 名字（节点名、元件名、子电路调用名、子电路调用名）均为一至八个字母数字串,3、元件名 元件名第一个字符： 电阻 R 电容 C 电感 L 独立电压源 V 独立电压源 I,4、子电路名 字母开头,2、节点名 节点名：字母开头或数字开头 （一至八个字母数字串） 所有节点均要编节点名 “地”必须编为0,MOS管 M 三极管 Q 二极管 D 结型场效应管 J,5、 标出子电路调用名 X开头,* inverter sub-circuit define .subcktin

12、v in dd out mp1 out in dd dd pmos w=0.72u l=0.24u + ad=0.432p as=0.432p pd=1.92u ps=1.92u mn1 out in 0 0 nmos w=0.36u l=0.24u +ad=0.2736p as=0.2736p pd=1.8u ps=1.8u C1 out 0 10f .ends inv * 5 stage inverters xinv1 in1 dd out1 inv xinv2 out1dd out2 inv xinv3 out2dd out3 inv xinv4 out3 dd out4 inv xin

13、v5 out4 dd out5 inv vdd dd 0 2.5v vin in1 0 pulse(0v 2.5v 0ns 0ns 0ns 10ns 20ns) .options vntol=0.01uv .options reltol=0.0001 .TRAN 0.01ns 100ns .PROBE .END,2020/9/9,13,一、元件卡,1、电阻：Ryyyyyyy +node -node value,4.5 PSPICE的语句,例如：R12 out in1 10k,电压调用V(R12) ：out正 in1负,电流调用I(R12) ：out 流向in1,2、电容：Cyyyyyyy +n

14、ode -node value,例如：Cin2 in2 0 10f,3、电感：Lyyyyyyy +node -node value,例如：L2 2 0 20mH,注：SPICE中有关RLC的其它描述 非线性电感电容电阻，传输线，互感，温度系数，初始条件,2020/9/9,14,4、MOS管： Myyyyyyy D端 G端 S端 B端 模型名 W=值 L=值 AD= 值 AS=值 PD=值 PS=值,沟长L 沟宽W 漏扩散面积AD 源扩散面积AS 漏结周长PD 源结周长PS,mn1 out in 0 0 nmos w=0.36u l=0.24u ad=0.2736p as=0.2736p pd=

15、1.8u ps=1.8u,5、二极管： Dyyyyyyy +node -node 模型名,6、三极管： Qyyyyyyy C极 B极 E极 模型名,7、结型场效应管： Jyyyyyyy D极 G极 S极 模型名,2020/9/9,15,5、独立源,(1)、直流独立源 (直流分析，交流分析，瞬态分析起作用） Vyyyyyyy +node -node 电压值 Iyyyyyyy +node -node 电流值,(2)、交流独立源 (仅交流分析起作用，直流分析与瞬态分析不起作用） Vyyyyyyy +node -node Iyyyyyyy +node -node 幅度值: 隐含值=1V （1A） 相位

16、值：隐含值=0度,2020/9/9,16,(3)、瞬态独立源 (仅瞬态分析起作用，直流分析与交流分析不起作用） 1）脉冲源 Vyyyyyyy +node -node pulse ( V1 V2 TD TR TF PW PER) Iyyyyyyy +node -node pulse ( V1 V2 TD TR TF PW PER) 电压1 电压2 延时 上升 下降 脉宽 周期,2）正弦源 Vyyyyyyy +node -node sin ( V0 VA FREQ TD THETA) 偏移值 振幅 频率 延时 阻尼系数,3） 指数源 4）单频频率调制源 5）分段线性源 Vyyyyyyy +node

17、 -node PWL (t1 v1 t2 v2 ) 时刻1 电压1 时刻2 电压2,2020/9/9,17,二、模型卡,.MODEL 模型名 Type (参数名1=值 参数名2=值 ),例如： .MODEL nMOS NMOS ( LEVEL = 7 +VERSION = 3.1 TNOM = 27 TOX = 5.7E-9 +XJ = 1E-7 NCH = 2.3549E17 VTH0 = 0.3865307 ),Type: D 二极管 NPN PNP NJE N型结型场效应管 PJE P型结型场效应管 NMOS PMOS,元件卡的模型名 应与模型卡的模型名 一致,mn1 out in 0

18、0 nMOS w=0.36u l=0.24u ad=0.2736p as=0.2736p pd=1.8u ps=1.8u,2020/9/9,18,三、子电路卡,子电路定义卡 .subckt 子电路名 结点1 结点2 . 子电路体 .ends 子电路名,子电路调用卡 Xyyyyyyy 结点1 结点2 . 子电路名,.subcktinv in dd out mp1 out in dd dd pmos w=0.72u l=0.24u + ad=0.432p as=0.432p pd=1.92u ps=1.92u mn1 out in 0 0 nmos w=0.36u l=0.24u +ad=0.27

19、36p as=0.2736p pd=1.8u ps=1.8u .ends inv xinv1 in1 dd out1 inv xinv2 out1 dd out2 inv,2020/9/9,19,四、控制卡 1、电路分析语句 1）直流工作点分析 .OP 2）直流扫描分析 .DC 扫描独立电源 起始值 终止值 增量 对扫描独立电源的每一个值进行直流工作点分析 3）交流分析 .AC DEC 每数量级的扫描频率点数 起始频率 结束频率 按数量级变化 .AC OCT 每倍频的扫描频率点数 起始频率 结束频率 按倍频变化 .AC LIN 总的扫描频率点数 起始频率 结束频率 按线性变化 交流分析前自动进行直流工作点分析,2020/9/9,20,4）暂态分析 .TRAN TSTEP TSTOP TSTEP 数据保存步长 终止时间 数据保存起始时间,* inverter sub-circuit define .subcktinv in dd out mp1 out in dd dd pmos w=0.72u l=0.24u + ad=0.432p as=0.432p pd=1.92u ps=1.92u mn1 out in 0 0 nmos w=0.36u l=0.24u +a